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聚焦深蓝 逐梦青春——记2023年中国国际海洋水下机器人大赛特等奖背后的故事
作者:新闻中心     日期:2023-09-20     来源:     阅读:

2023年中国国际海洋水下机器人大赛在烟台落下帷幕。经过激烈角逐,由002cc白菜资讯机电汽车工程学院2022级本科生董宸、张慧晴和2022级研究生张旭组成的“Sucker UFO”队在郭亭亭老师的指导下荣获创意概念赛道特等奖。

本次大赛由中国海洋发展基金会、中国海洋发展研究会、中国海油海洋环境与生态保护公益基金会、烟台市人民政府主办,旨在为海洋水下机器人研发最新成果搭建展示平台,推动海洋水下机器人事业蓬勃发展。大赛共分为AUV、ROV、创意概念和水产捕捞机器人4个赛道。来自北京大学、浙江大学、上海交通大学、西北工业大学、中国海洋大学等13所高校的24支参赛队的水下机器人,在海洋水底目标撞击、目标抓取与放置、海洋水下结构物检修、海洋落物采集、海洋精准作业等多个项目进行了竞技。比赛过程中,Sucker UFO队的三位同学沉着应战,最终脱颖而出,夺得特等奖。

“首次报名参赛,一切从头摸索”

“从一入学开始,学院的老师就经常告诉我们一定要将书本知识与实践紧密结合起来。”谈及为什么要参加这次比赛,队长董宸说道。彼时,他仍是一名大一“萌新”,而与他并肩作战的队员张慧晴,是他的同级同学。

或许,很多的枝繁叶茂正来自于辛勤不断的播撒。一年的学习期间,董宸和张慧晴参加了学院组织的机电科技节、竞赛宣讲会等各式各样的活动,还见证了获得国家级、省级奖学金的优秀学长学姐事迹,这给他们的内心留下了深深的烙印。“我也希望自己能够开拓自己的视野,见识到更多前沿的专业知识。”张慧晴说。正因于此,他们加入了郭亭亭老师的实验室。

在郭亭亭老师的鼓励和指导下,他们报名参加了2023年中国国际海洋水下机器人大赛。以大一新生的身份首次参赛,这对他们来说是一个巨大的挑战。车辆工程专业的董宸和机器人工程专业的张慧晴擅长侧重点各有不同,一个偏向建模,一个偏向编程。然而,本次水下机器人大赛的建模工作量和难度很大,仅靠二位难以完成。“郭老师帮助我们联系到了建模能力很强的研究生学长张旭。”就这样,一支各有所长,兼具研究生与本科生的队伍组建了起来,正式踏上了比赛征途。

“通力合作,打下一场场硬仗”

“既然决定要做,那就要尽力冲到最前!”团队在郭亭亭老师的建议以及彼此商讨下,最终决定制作一款新型的水下负压吸附机器人——水下轻量碟形仿生机器人,拥有着轻量灵活、能抓取复杂物体、抓取效果好等诸多优点。目标确定后,困难也随之而至。

“我们选择制作的柔性机械臂比传统机械臂更加灵活,实现了机器人的轻量化。”队员张慧晴介绍道。然而,柔性机械手的复杂表面对三维建模提出了相当高的要求。队员三人深谙团队合作的重要性,迅速根据每个人的特长优势进行分工。张旭负责机器人柔性机械臂的建模;董宸负责一种柔性负压吸附机械手的建模;张慧晴则负责资料汇总以及PPT的制作和部分制图。经过反复的模型修改,最终确定了机器人的主体结构。

然而,赛场答辩也是一场硬仗。由于比赛时间限制,想要通过短短的五分钟介绍出一个新型机器人的亮点有着很大的难度。为了打磨比赛的答辩稿,队长董宸时常在工作空余拿出笔记本进行撰写,夜晚还会对墙一遍遍演练。经过十多天的反复练习,时间终于完美控制在了5分钟内;队员张慧晴在答辩PPT制作前不断观察比较已获奖队伍PPT的优劣,总结经验方法,不断调整润色,最终制作出了精美的答辩PPT。就是靠着这样的互相扶持,通力合作,高山不再是高山,而是成为了见证团队翻山越岭到达彼岸的功勋章。

“精益求精,每次努力都有方向”

“这次比赛能够获奖,离不开郭老师的细致认真和严格要求!”谈及获奖感受,张旭迫不及待地说道。作为指导教师,郭亭亭首先对竞赛规则进行深入剖析,从顶层设计上对机器人的实现进行了架构设计。尤其在功能和作业模态的底层分解上,将新型机器人按照不同模块化单独设计,充分利用思维导图,将任务拆解后分配到每一名参赛队员。“这样让我们每个人都可以有的放矢,备赛过程中瞬间有了努力的方向。”张慧晴说道。

在对机器人设计的创新点挖掘方面,郭亭亭采用头脑风暴法,基于组委会的竞赛规则,鼓励每位参赛队员提出天马行空的想法,充分发散思维,提出多元化的解决方案,进而做到思维收敛,确定合理的机构和方案,达到创新和解决问题的目的。最后,针对现场答辩PPT材料,郭亭亭带领参赛队员进行了打磨和优化,开展模拟答辩,并鼓励队员自己做评委。“郭老师的模拟训练对我的帮助是巨大的。赛场上评委所提出的问题大部分都跟郭老师练习过,这让我一下子自信了起来,状态也自如了很多。”原来,在每次模拟训练后,郭亭亭都会针对项目进行预判提问,尽可能涵盖了大部分可能会遇到的问题,并给出简洁凝练的答案,为参赛队员的稳定发挥奠定了基础。

平日里,郭亭亭作为一名年轻教师与学生相处得十分融洽,面对学生的困惑总是能细致耐心地讲解。讲解完之后他总是会问“我说明白了么”而不是“你懂了么”。在队员取得进步时,郭亭亭总说,“你看,是不是特别简单,再整理一下,加把劲。”在平时的学生指导过程中,郭亭亭始终对学生践行他的“V”字型理念,即将研究从问题的提出到解决方案的敲定过程比喻为大写字母“V”,首先,遇到或提出一个生产实践难题后,他并不是让学生直接寻找解决方案。而是首先分析问题,剖析这其中的影响因素及相互耦合关系,进而抓住其背后的相互作用和影响机制,在此基础上提出可能的解决方案。“这次的比赛过程,郭老师就是这样一步一步引导我们完成了项目的设计和制作,帮助我们树立了科学的研究思维。”张旭表示。正是这样,郭亭亭不断用耐心缓解学生焦虑,用专业解答学生困惑,用一朵云推动另一朵云,指导着团队取得了不凡成绩。

从资格赛到决赛,他们一路过关斩将;从“专业小白”到“科创达人”,他们一直初心不改。当怀揣坚定信念,当梦想照进现实,一路走来的泥泞与坎坷都化做春泥滋润心田,一路的荆棘与挫折都化作成功的见证。对于“Sucker UFO”队来说,获奖的背后是一遍遍模拟、一遍遍纠错、一遍遍提升、一遍遍超越,酸甜苦辣铭刻于心、不负艰辛与梦同行,他们将在这条路上继续走下去,继续劈波斩浪,取得更加优异的成绩。